Las células madre son tipos especiales de células en nuestro cuerpo que pueden convertirse en cualquier otro tipo de célula. Tienen un enorme potencial para la medicina, y actualmente se están realizando ensayos utilizando células madre para reemplazar las células dañadas en enfermedades. como el parkinson.

Una forma de obtener células madre es a partir de embriones humanos, pero esto tiene preocupaciones éticas y limitaciones prácticas. Otra forma es convertir células adultas de la piel o de cualquier otro lugar en lo que se denomina “células madre pluripotentes inducidas” (células iPS).

Sin embargo, estas células a veces llevan un “recuerdo” del tipo de célula que solían ser, lo que puede hacerlas menos predecibles o eficientes cuando tratamos de convertirlas en otro tipo de células.

En un estudio publicado en Naturaleza, mis colegas y yo hemos encontrado una manera de borrar esta memoria, para hacer que las células iPS funcionen más como células madre embrionarias.

Gran promesa para la medicina regenerativa

Las células maduras y especializadas, como las células de la piel, se pueden reprogramar en células iPS en el laboratorio. Estas células de "pizarra en blanco" son muy prometedoras en la medicina regenerativa, un campo centrado en el crecimiento, la reparación o el reemplazo de células, órganos o tejidos dañados o enfermos.

Los científicos pueden producir células iPS a partir del tejido del propio paciente, por lo que hay menos riesgo de que el sistema inmunitario del paciente rechace las nuevas células.

Para tomar un ejemplo, las celdas iPS son siendo probado para producir células pancreáticas productoras de insulina para ayudar a las personas con diabetes. Todavía no hemos llegado allí, pero es un ejemplo de lo que podría ser posible.

La investigación que utiliza células iPS es un campo que avanza rápidamente, pero aún quedan muchos desafíos técnicos. Los científicos todavía están descubriendo cómo controlar mejor en qué tipos de células se convierten las células iPS y garantizar que el proceso sea seguro.

Uno de estos desafíos técnicos es superar la "memoria epigenética", donde las células iPS retienen rastros del tipo de célula que alguna vez fueron.

Memoria epigenética y cómo puede afectar el uso de células iPS

Para entender la "memoria epigenética", primero hablemos de la epigenética. Nuestro ADN lleva secuencias de instrucciones conocidas como genes. Cuando varios factores influyen en la actividad de los genes (activándolos o desactivándolos) sin cambiar la secuencia de ADN en sí, esto se conoce como epigenética, que literalmente significa "por encima de la genética".

El epigenoma de una célula es un término colectivo para describir todas las modificaciones epigenéticas en una célula. Cada una de nuestras células contiene el mismo ADN, pero el epigenoma controla qué genes se activan o desactivan, y esto determina si se convierte en una célula del corazón, una célula del riñón, una célula del hígado o cualquier otro tipo de célula.

Puedes pensar en el ADN como un libro de cocina y en el epigenoma como un conjunto de marcadores. Los marcadores no modifican las recetas, pero indican cuáles se utilizan.

De manera similar, las marcas epigenéticas guían a las células hacia interpretar el código genético sin cambiarlo.

Cuando reprogramamos una celda madura en una celda iPS, queremos borrar todos sus "marcadores". Sin embargo, esto no siempre funciona completamente. Cuando quedan algunos marcadores, esta “memoria epigenética” puede influir en el comportamiento de las células iPS.

Una célula iPS hecha a partir de una célula de la piel puede conservar un "recuerdo" parcial de ser una célula de la piel, lo que hace que sea más probable que vuelva a convertirse en una célula similar a la piel y que sea menos probable que se convierta en otros tipos de células. Esto se debe a que algunas de las marcas epigenéticas del ADN pueden indicarle a la célula que se comporte como una célula de la piel.

Esto puede ser un obstáculo para el uso de celdas iPS porque puede afectar el proceso de convertir las celdas iPS en los tipos de celdas que desea. También podría afectar la función de las células una vez creadas. Si desea utilizar células iPS para ayudar a reparar un páncreas, pero las células tienen una "memoria" de ser células de la piel, es posible que no funcionen tan bien como las verdaderas células pancreáticas.

Cómo borrar la memoria epigenética de las células iPS y mejorar la función

Superar el problema de la memoria epigenética en las células iPS es un desafío ampliamente reconocido para la medicina regenerativa.

Al estudiar cómo se transforma el epigenoma cuando reprogramamos células adultas de la piel en células iPS, descubrimos una nueva forma de reprogramar células que borra más completamente la memoria epigenética. Hicimos este descubrimiento al reprogramar células utilizando un método que imita cómo se restablece naturalmente el epigenoma de las células embrionarias.

Durante el desarrollo temprano de un embrión, antes de que se implante en el útero, las marcas epigenéticas heredadas de los espermatozoides y los óvulos se borran esencialmente. Este reinicio permite que las células embrionarias tempranas comiencen de nuevo y se conviertan en cualquier tipo de célula a medida que el embrión crece y se desarrolla.

Al introducir un paso durante el proceso de reprogramación que imita brevemente este proceso de reinicio, creamos células iPS que se parecen más a las células madre embrionarias que a las células iPS convencionales.

El borrado de la memoria epigenética más eficaz en las células iPS mejorará su potencial médico. Permitirá que las células iPS se comporten como "pizarras en blanco" como las células madre embrionarias, haciéndolas más propensas a transformarse en cualquier tipo de célula deseado.

Si las células iPS pueden olvidar sus identidades pasadas, pueden convertirse en cualquier tipo de célula y ayudar a crear células específicas necesarias para las terapias, como nuevas células productoras de insulina para alguien con diabetes o células neuronales para alguien con Parkinson. También podría reducir el riesgo de comportamientos inesperados o complicaciones cuando las células iPS se utilizan en tratamientos médicos.

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

Crédito de la imagen: NIH

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• Fuente: https://singularityhub.com/2023/08/21/a-memory-wipe-for-stem-cells-may-be-the-key-to-better-regenerative-therapies/